Изобретение 40-летней давности поможет сделать солнечные панели лучше: в чем секрет
Модели двусторонних фотоэлементов с технологией гетероперехода (HJT) могут окупиться гораздо быстрее, чем односторонние аналоги.
Панели HJT были впервые разработаны японской компанией Sanyo (теперь принадлежит Panasonic) в 1980-х годах. С тех пор несколько производителей протестировали их и усовершенствовали, чтобы достичь коммерческого производства и снизить зависимость фотоэлектрической промышленности от таких материалов, как серебро, пишет ecoticias.com.
Модели фотоэлементов с технологией гетероперехода (HJT) могут окупиться гораздо быстрее, чем односторонние аналоги. По сравнению с традиционными солнечными панелями, которые улавливают свет только с одной стороны, двусторонние поглощают свет, отраженный от близлежащих поверхностей, в дополнение к получаемому напрямую от солнца.
Солнечные батареи HJT делятся на три типа и различаются в зависимости от материала, которым покрыта их вторая сторона: стекло/стекло, стекло/прозрачный лист и стекло/непрозрачный лист. Первая — самая эффективная и прочная деталь. Однако она также самая дорогая и тяжелая. Возможно, по этим причинам такие фотоэлементы не являются столь популярными, несмотря на свою эффективность, но все может измениться.
Современные модули используют технологию гетероперехода HJT и состоят из двух различных полупроводниковых материалов: кристаллического кремния и аморфного кремния. Такая форма фотоэлектрической ячейки создана благодаря нанесению слоя аморфного кремния на каждую сторону кристаллической кремниевой ячейки и имеет форм-фактор "сэндвич". Аморфный кремний имеет более широкую запрещенную зону, что позволяет эффективно захватывать высокоэнергетические фотоны, в то время как кристаллический кремний контролирует низкоэнергетические фотоны. Гетеропереход этих двух обеспечивает более эффективное поглощение света и снижает потери эффективности из-за электронной рекомбинации.
В 2020 году итальянская компания 3Sun EGP продемонстрировала, что двусторонние гетеропереходные солнечные модули могут достигать и превышать эффективность 24,5%. Последние панели таких компаний, как китайская Maysun, используют двухстороннее закаленное стекло и ячейки размером 210 мм, способные преобразовывать 25% "чистой" энергии. Кроме того, алгоритмы Soltec увеличивают захват света благодаря расчету идеального угла с учетом излучения с обеих сторон модуля. В модулях последнего поколения ячейка HJT имеет симметричную переднюю и заднюю структуру, что увеличивает выход энергии задней области на 30%, что приводит к более быстрой окупаемости более высоких затрат на установку, типичных для двусторонних панелей.
Кроме того, новые модули HJT также меньше подвержены деградации со временем и, как правило, менее чувствительны к высоким температурам, чем традиционные солнечные панели, что позволяет производителям предоставлять многолетние гарантии.
Двусторонние солнечные батареи нового поколения могут быть особенно востребованы там, где угол падения солнечного света крайне мал, или там, где покрытие имеет высокие отражательные свойства. Например, песок пустыни, белая крыша фабрики и пр. Такие устройства будут полезны в сельском хозяйстве, особенно для культур с потенциалом использования солнечного света, проходящего через стекло.
Ранее мы писали, что ученые впервые создали солнечные панели на основе натурального волокна. Новые солнечные батареи на основе натурального волокна призваны улучшить тепловые и механические свойства солнечных модулей. Они имеют эффективность преобразования электроэнергии 10,8%.